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// 实现一个通用的 HTTP 服务器框架
// 由于 HTTP 协议基于 TCP 协议, 就需要先构造一个 TCP 服务器.
// 在这个基础上, 按照 HTTP 协议的要求来解析请求以及构造响应
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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/sendfile.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
typedef struct sockaddr sockaddr;
typedef struct sockaddr_in sockaddr_in;

#define SIZE (1024 * 10)

// 这个结构体用来描述 HTTP 请求的核心信息
typedef struct HttpRequest {
  char first_line[SIZE];
  char* method;
  char* url;
  char* url_path;
  char* query_string;
  int content_length;
} HttpRequest;

// 从 socket 中读取一行数据
// 一个一个字符的读. 如果当前字符是行分割符.
// 就认为这一行就读完了
// \n \r \r\n -> \n
// 当前这个代码实现的行为是读出的一行末尾带有 \n
int ReadLine(int new_sock, char line[]) {
  // 1. 逐个字符的读取数据
  char c = '\0';
  int output_index = 0;
  while (1) {
    ssize_t read_size = recv(new_sock, &c, 1, 0);
    if (read_size <= 0) {
      // 不管读出错, 还是读到 EOF, 都说明收到的 HTTP 请求
      // 是一个格式有问题的请求
      return -1;
    }

    // DEBUG
    // printf("-> %c\n", c);

    // 2. 判定当前字符是不是 \r
    if (c == '\r') {
      // 3. 如果当前字符是 \r, 就尝试取下一个字符
      // MSG_PEEK 只是看看缓冲区里的数据是什么, 但是并
      // 不会把数据从缓冲区中删除掉
      recv(new_sock, &c, 1, MSG_PEEK);
      if (c == '\n') {
        // 4. 如果下一个字符是 \n, 说明行分割符就是 \r\n
        //    就把行分割符改为 \n
        //    此处再进行一次 recv, 是为了把缓冲区中的 \n 删掉
        recv(new_sock, &c, 1, 0);
      } else {
        // 5. 如果下一个字符不是 \n, 说明行分割符就是 \r
        //    也把行分割符改为 \n
        c = '\n';
      }
    }
    // 经过刚才的 if , 不论行分割符到底是 \r 还是
    // \r\n, c 已经变成了 \n . 
    // 7. 如果当前字符不是 \n, 就把这个字符放到输出缓冲区中
    line[output_index++] = c;
    // 6. 再来判定当前字符是不是 \n. 如果是 \n, 说明这一行就读完了
    //    函数就可以返回了
    if (c == '\n') {
      break;
    }
  }
  // 这次读出了多个字节返回回去
  return output_index;
}

// 学了 STL 之后, 思考一下, STL 里面的内容是否是线程安全
int Split(char input[], char* output[], const char* split_char) {
  char* tmp = NULL;
  char* pch = strtok_r(input, " ", &tmp);
  int output_index = 0;
  while (pch != NULL) {
    output[output_index++] = pch;
    pch = strtok_r(NULL, split_char, &tmp);
  }
  return output_index;
}

// 解析首行, 解析出需要的 url 和 方法
// 当前只考虑不带域名的简单情况
// GET /index.html?a=10 HTTP/1.1
// 按空格进行字符串切分, 切分出三个部分
int ParseFirstLine(char first_line[],
        char** p_method, char** p_url) {
  char* tok[100] = {NULL};
  // tok_size 描述字符串切分出的部分有几个
  int tok_size = Split(first_line, tok, " ");
  if (tok_size != 3) {
    printf("Split failed! tok_size = %d\n", tok_size);
    return -1;
  }
  // 此处可以根据需要, 进行更严谨的字符串校验
  *p_method = tok[0];
  *p_url = tok[1];
  return 0;
}

// url 形如
// /index.html?a=10&b=20
// /index.html
// 先不考虑带域名的情况. 先把这个简单的情况搞定
int ParseUrl(char url[], char** p_url_path,
          char** p_query_string) {
  *p_url_path = url;
  char* p = url;
  for (; *p != '\0'; ++p) {
    if (*p == '?') {
      *p = '\0';
      *p_query_string = p + 1;
      return 0;
    }
  }
  *p_query_string = NULL;
  return 0;
}

int ParseHeader(int new_sock, int* content_length) {
  // 由于 header 部分是按行组织的数据
  // 循环尝试读取 header, 每次读一行.
  while (1) {	
    char line[SIZE] = {0};
    int read_size = ReadLine(new_sock, line);
    if (read_size < 0) {
      return -1;
    }
    // 此处的比较需要考虑 ReadLine 的实现细节
    // 如果 ReadLine 返回的结果中不包含 \n
    // 此代码就需要和 空字符串 进行对比
    // 如果 ReadLine 返回的结果中包含 \n
    // 此代码就需要和 "\n" 进行对比
    if (strcmp(line, "\n") == 0) {
      // 读到了空行, 说明 header 部分就读完了
      return 0;
    }
    // 针对当前读到的行进行判定, 看这一行是不是 Content-Length: 
    // 例如读到了一行形如:
    // Content-Length: 100\n
    const char* content_length_str = "Content-Length: ";
    if (strncmp(line, content_length_str,
                strlen(content_length_str)) == 0) {
      *content_length = atoi(line + strlen(content_length_str));
      // 此处不能加 return 0; 加上之后可能会导致部分 header 
      // 仍然在缓冲区中残留, 从而影响到后续的数据解析
      // return 0;
    }
  }
  return 0;
}

void Handler404(int new_sock) {
  // 构造的 404 页面, 构造一个 HTTP 响应报文
  const char* first_line = "HTTP/1.1 404 Not Found\n";
  const char* blank_line = "\n";
  const char* body = "<head><meta http-equiv=\"content-type\""
    " content=\"text/html;charset=utf-8\"></head><body>"
    "<h1>您的页面被喵星人吃掉了!!</h1></body>";
  char header[SIZE] = {0};
  sprintf(header, "Content-Length: %lu\n", strlen(body));
  send(new_sock, first_line, strlen(first_line), 0);
  send(new_sock, header, strlen(header), 0);
  send(new_sock, blank_line, strlen(blank_line), 0);
  send(new_sock, body, strlen(body), 0);
  return;
}

int IsDir(const char* file_path) {
  struct stat st;
  int ret = stat(file_path, &st);
  if (ret < 0) {
    perror("stat");
    return 0;
  }
  if (S_ISDIR(st.st_mode)) {
    return 1;
  }
  return 0;
}

void GetFilePath(const char* url_path, char file_path[]) {
  // 根据 http 服务器的根目录进行拼装即可
  sprintf(file_path, "./wwwroot%s", url_path);
  // 如果用户传的 url_path 是一个目录的话, 就构造一个默认
  // 的文件路径. 尝试取目录下的 index.html 这样的文件
  // 如果用户传的 url_path 如下: /image, 实际尝试访问的文件
  // 为 /image/index.html
  // 需要判定 file_path 普通文件还是目录文件?
  if (IsDir(file_path)) {
    // file_path 可能的值:
    // /image/
    // /image
    if (file_path[strlen(file_path) - 1] == '/') {
      strcat(file_path, "index.html");
    } else {
      strcat(file_path, "/index.html");
    }
  }
}

int GetFileSize(const char* file_path) {
  struct stat st;
  int ret = stat(file_path, &st);
  if (ret < 0) {
    return 0;
  }
  return st.st_size;
}

int WriteStaticFile(const char* file_path, int new_sock) {
  // 1. 打开文件.
  int fd = open(file_path, O_RDONLY);
  if (fd < 0) {
    printf("file open failed! file_path = %s\n", file_path);
    return 404;
  }
  // 2. 读取文件内容
  // 3. 根据文件内容构造 HTTP 响应
  const char* first_line = "HTTP/1.1 200 OK\n";
  int size = GetFileSize(file_path);
  char header[SIZE] = {0};
  sprintf(header, "Content-Length: %d\n", size);
  const char* blank_line = "\n";
  send(new_sock, first_line, strlen(first_line), 0);
  send(new_sock, header, strlen(header), 0);
  send(new_sock, blank_line, strlen(blank_line), 0);
  // 4. 将响应内容写到 sock 中
  sendfile(new_sock, fd, NULL, size);
  // 5. 关闭文件
  close(fd);
  return 200;
}

int HandlerStaticFile(const HttpRequest* req, int new_sock) {
  // 1. 拼接目录(根据 url_path 构造出
  //    当前文件在文件系统上的真实路径)
  char file_path[SIZE] = {0};
  GetFilePath(req->url_path, file_path);
  // 2. 打开文件, 读取文件内容, 根据文件内容构造 HTTP 响应
  //    其中文件的内容就作为 HTTP 响应的 body 部分
  //    写成功, 返回 200; 写失败, 返回 404
  int err_code = WriteStaticFile(file_path, new_sock);
  return err_code;
}

int HanderCGIFather(const HttpRequest* req,
                    int new_sock, int father_read,
                    int father_write) {
  //  a) 父进程把 HTTP 请求的 body 部分写到管道中
  if (strcmp(req->method, "POST") == 0) {
    int content_length = req->content_length;
    int i = 0;
    for (; i < content_length; ++i) {
      char c = '\0';
      recv(new_sock, &c, 1, 0);
      write(father_write, &c, 1);
    }
  }
  //  b) 父进程尝试读取子进程构造出的结果
  //  c) 父进程构造 HTTP 响应, 写回到客户端
  const char* first_line = "HTTP/1.1 200 OK\n";
  const char* header = "Content-Type: text/html\n";
  const char* blank_line = "\n";
  send(new_sock, first_line, strlen(first_line), 0);
  // TODO Content-Length 如果设置, 交给大家自己实现
  send(new_sock, header, strlen(header), 0);
  send(new_sock, blank_line, strlen(blank_line), 0);

  char c = '\0';
  while (read(father_read, &c, 1) > 0) {
    // 从管道中读数据, 如果所有的写端关闭, read 将读到 EOF
    // 从而返回 0
    send(new_sock, &c, 1, 0);
  }
  //  d) 父进程回收子进程(进程等待)
  //     进行进程等待固然可行, 但是更简单的做法是直接
  //     忽略掉 SIGCHLD 信号
  return 0;
}

int HandlerCGIChild(const HttpRequest* req, int child_read,
    int child_write) {
  //  a) 设定环境变量(REQUEST_METHOD, QUERY_STRING,
  //     CONTENT_LENGTH)
  //     这个操作必须在子进程中完成.
  char request_method_env[SIZE] = {0};
  sprintf(request_method_env, "REQUEST_METHOD=%s", req->method);
  putenv(request_method_env);
  if (strcmp(req->method, "GET") == 0) {
    char query_string_env[SIZE] = {0};
    sprintf(query_string_env, "QUERY_STRING=%s", req->query_string);
    putenv(query_string_env);
  } else {
    char content_length_env[SIZE] = {0};
    sprintf(content_length_env, "CONTENT_LENGTH=%d",
            req->content_length);
    putenv(content_length_env);
  }
  //  b) 进行重定向, 标准输入输出重定向到管道上.
  dup2(child_read, 0);
  dup2(child_write, 1);
  //  c) 根据 url_path 构造出 CGI 程序的路径
  //     TODO 此处的进一步优化, 如果 CGI 程序路径找不到, 就要
  //     返回 404. 大家自行考虑如何实现
  //     如果用当前函数的返回值作为错误码, 肯定是不行的
  char file_path[SIZE] = {0};
  GetFilePath(req->url_path, file_path);
  //  d) 进行程序替换了(一旦进行了程序替换, 代码就执行到了
  //     CGI 程序内部, 也就进入到和业务相关的代码了)
  // l lp le
  // v vp ve
  execl(file_path, file_path, NULL);
  // 子进程替换出错, 就直接终止进程即可
  exit(0);
  // 代码写到这里, 整个项目就写完了(通用的HTTP服务器框架)
  // 为了测试这个框架中的动态页面的生成逻辑
  // 需要写一个测试用的 CGI(实现一个网页版的计算器)
  return 0;
}

int HandlerCGI(const HttpRequest* req, int new_sock) {
  // 1. 先创建一对匿名管道
  int fd1[2];
  int fd2[2];
  pipe(fd1);
  pipe(fd2);
  int father_read = fd1[0];
  int child_write = fd1[1];
  int father_write = fd2[1];
  int child_read = fd2[0];
  // 2. 创建子进程
  int ret = fork();
  if (ret > 0) {
    // father
    close(child_read);
    close(child_write);
    // 3. 父进程执行父进程的相关逻辑
    HanderCGIFather(req, new_sock, father_read, father_write);
    // 需要关闭管道的文件描述符
    close(father_read);
    close(father_write);
  } else if (ret == 0) {
    // child
    close(father_read);
    close(father_write);
    // 4. 子进程执行子进程的相关逻辑
    HandlerCGIChild(req, child_read, child_write);
  } else {
    perror("fork");
  }
  return 200;
}

void HandlerRequest(int new_sock) {
  printf("Recv Request\n");
  int err_code = 200;
  HttpRequest req;
  // 对结构体进行初始化
  memset(&req, 0, sizeof(req));
  // 1. 解析请求(按照 HTTP 协议的格式来解析)
  //  a) 按行读 socket 读出 HTTP 请求的首行
  if (ReadLine(new_sock, req.first_line) < 0) {
    printf("ReadLine failed\n");
    // 此处我们的错误处理统一使用 404 这个错误码
    // 这里是一种偷懒的做法. 正确的做法是根据不同
    // 的错误类型返回不同的状态码
    err_code = 404;
    goto END;
  }
  //  b) 解析首行, 解析出方法和url
  if (ParseFirstLine(req.first_line, &req.method, &req.url) < 0) {
    printf("ParseFirstLine failed!\n");
    err_code = 404;
    goto END;
  }
  //  c) 解析 url, 解析出其中的 url_path 和 query_string
  if (ParseUrl(req.url, &req.url_path, &req.query_string) < 0) {
    printf("ParseUrl failed!\n");
    err_code = 404;
    goto END;
  }
  printf("method=%s, url_path=%s, query_string=%s\n",
          req.method, req.url_path, req.query_string);
  //  d) 解析 header, 此处偷个懒, 并不打算把所有的 header
  //     都进行解析, 而是只解析需要的信息, 只保留一个
  //     Content-Length 字段, 其他的 header, 就先都丢弃了
  if (ParseHeader(new_sock, &req.content_length) < 0) {
    printf("ParseHeader failed!\n");
    err_code = 404;
    goto END;
  }
  //  body 暂时先不解析, 交给后面的逻辑根据方法来决定是否解析body
  // 2. 根据收到的请求进行计算, 生成响应
  //    把响应结果写回到客户端上
  if (strcmp(req.method, "GET") == 0
      && req.query_string == NULL) {
    //  a) 返回一个静态页面: 方法为 GET, 并且没有 query_string
    err_code = HandlerStaticFile(&req, new_sock);
  } else if (strcmp(req.method, "GET") == 0
      && req.query_string != NULL) {
    //  b) 生成一个动态页面: 方法为 GET, 并且有 query_string,
    //                       或者方法为 POST
    err_code = HandlerCGI(&req, new_sock);
  } else if (strcmp(req.method, "POST") == 0) {
    //  b) 生成一个动态页面: 方法为 GET, 并且有 query_string,
    //                       或者方法为 POST
    err_code = HandlerCGI(&req, new_sock);
  } else {
    printf("method not support!\n");
    err_code = 404;
    goto END;
  }
  // 在此处进行错误处理
END:
  if (err_code != 200) {
    // 错误页面的处理
    Handler404(new_sock);
  }
  close(new_sock);
  return;
}

void* ThreadEntry(void* arg) {
  int64_t new_sock = (int64_t) arg;
  HandlerRequest(new_sock);
  return NULL;
}

void HttpServerStart(const char* ip, short port) {
  // 0. 忽略信号
  signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
  // 1. 创建 socket
  int listen_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (listen_sock < 0) {
    perror("socket");
    return;
  }
  // 2. 绑定端口号
  sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
  addr.sin_port = htons(port);
  int ret = bind(listen_sock, (sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
  if (ret < 0) {
    perror("bind");
    return;
  }
  // 3. 监听
  ret = listen(listen_sock, 5);
  if (ret < 0) {
    perror("listen");
    return;
  }
  // 4. 进入事件循环
  while (1) {
    // 5. 进行 accept
    int64_t new_sock = accept(listen_sock, NULL, NULL);
    if (new_sock < 0) {
      perror("accept");
      continue;
    }
    // 6. 创建线程, 由新线程完成具体的 HTTP 服务器后续的操作
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, ThreadEntry, (void*)new_sock);
    pthread_detach(tid);
  }
}

// 通过命令行参数, 把需要绑定的ip和port传进来
// ./http_server 0 9090
int main(int argc, char* argv[]) {
  if (argc != 3) {
    printf("Usage ./http_server [ip] [port]\n");
    return 1;
  }
  // HTTP 服务器启动的入口函数
  HttpServerStart(argv[1], atoi(argv[2]));
  return 0;
}

